KR20040095492A

KR20040095492A - 다시마 올리고당 혼합물 ｌｏｍ1을 함유한 항비만용 조성물

Info

Publication number: KR20040095492A
Application number: KR1020030029377A
Authority: KR
Inventors: 최현주; 이동석; 장정연
Original assignee: 최현주; 이동석; 학교법인 인제학원
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2004-11-15

Abstract

본 발명은 다시마 올리고당 혼합물(이하, LOM1이라 명명함)을 유효성분으로 함유하는 항비만용 조성물에 관한 것이다.

다시마를 분쇄하여 15Lb, 120℃ 조건에서 130분간 열수추출한 후 한외여과막 및 세파덱스 G-50 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 3kDa~6kDa의 다당체 분획을 분리하고, 상기 다당체 분획을 농축한 후 85% 에탄올로 침전시켜 침전물을 회수하고, 상기 침전물을 β-1,3 글루카나제로 분해하는 단계에 의하여 회수되는, 바이오스(biose) 올리고당 및 펜타오스(pentaose) 올리고당의 혼합물 LOM1은 탁월한 항비만성 효능이 있다.

Description

다시마 올리고당 혼합물 ＬＯＭ1을 함유한 항비만용 조성물 {An anti-obesity biohealth composition containing Laminaria japonica oligosaccharide LOM1}

본 발명은 다시마 올리고당 혼합물 LOM1을 유효성분으로 함유하는 항비만용 조성물에 관한 것이다.

예로부터 비만증은 만병의 근원이라 하였는데, 당뇨병, 고혈압, 관절염, 뇌졸증, 지방간, 심장병 등 성인병의 원인이 된다고 밝혀져 있어서, 비만증을 하나의 증상이라고 간과하기보다는 예방과 철저한 치료가 이루어져야 하는 질병으로 간주하고 있다. 비만증은 일반적으로 신체의 에너지 요구량보다 더 많은 에너지를 섭취하여 체지방이 축적되어서 체중이 증가하는 생태로서, 각종 호르몬과 기타 조절 작용에 의해 지방세포내 과도한 지방이 축적된 병태를 말한다. 비만증에서 흔히 볼 수 있는 증상은 체중 증가 이외에도 체지방 증가를 들 수 있는데 특히 복부비만은 성인병과 관계가 밀접한 것으로 알려져 있으며, 또한 고지질혈증 등의 증상이 있다. 비만증과 관련된 비정상적인 내분비 장애로써 고렙틴혈증과 렙틴 저항성이 보고된 바 있는데, 렙틴은 지방세포에서 분비되는 호르몬으로 체지방량과 밀접한 연관 관계가 있어서, 혈중 렙틴농도가 체지방량을 나타내는 지표로 쓰여지기도 한다(Matheny LH , NM Michael, PJ Scarpace. Leptin gene expression increases with age independent of increasing adiposity in rats.Diabetes, 1997, 46(12): 2035∼2039).

다시마(Laminaria japonica)는 한류가 흐르는 바다에 주로 서식하는 해초의 일종으로 우리나라, 중국, 일본 사람들이 즐겨 먹는 식품의 하나로써, 본초각목(Chinese Medicinal Herbs)에 의하면 월경불순 치유와 순산을 위한 처방에 권장하고 있으며, 장기 복용하면 몸을 여위게 한다고 기록되어 있다. 특히 최근에는 그 기능성과 생화학적 효능에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데 항암효과를 위시하여 고혈압 예방, 항혈액응고 작용, 지방질과 콜레스테롤 흡수 저해와 배설 촉진 등의 효과가 밝혀지면서 새로운 건강식품 소재로써 각광받고 있다. 이 등(이경순, 서정숙, 최영선. 다시마와 혈당 강하제가 당뇨쥐의 지질대사에 미치는 영향.J Korean Soc Food Nutr, 1998, 27(5) : 960∼967)은 당뇨쥐에서 그 증세를 호전시키는 경향이 있음을 보고하였고, 최 등(최진호, 양경미, 배복선 등. 다시마 섭취가 정상과 당뇨쥐 대식세포의 cytokine 분비에 미치는 영향. 식품영양과학학회지, 1998, 27(5) : 952∼959)은 다시마의 알긴산이 비만증을 효과적으로 억제하는 기능이 있을 뿐 아니라 혈지질 개선 및 노화 억제효과가 있음을 보고한 바 있다. 또한 Dalin Ran 등(Ren D, Hiroyuki N, Hideomi A, et al. Study on antihypertensive and antihyperlipidemic effect of marine algae.Fisheries Science, 1994, 60(1) : 83∼88)은 다시마 다당체를 사용하여 흰쥐의 고콜레스테롤혈증의 개선 효과를 보고한 바 있다.

최근 기능성 식품에 대한 관심의 고조와 기술의 발달로 각종 탄수화물 소재의 다양한 가능성이 밝혀지면서 관심이 모아지고 있다. 특히 기능성 올리고당이 개발되어 그 기능이 새롭게 평가되어지고 있는데, 이는 인체에 유용한 기능성을 가지고 있어 건강 지향적 식품소재로 각광을 받고 있기 때문이다. 정 등(Jeong MK, Kim MH, Kang NE, et al. Effects of resistant starch on gut functions and plasma lipid profiles in rats fed high fat diet.J Korean Soc Food Sci Nutr, 31(2): 271∼276, 2002)은 난소화성 전분(resistance starch)의 섭취가 비만증이 유도된 흰쥐 혈액의 총지질과 중성지방을 낮춤을 보고하였고, 김 등(Kim MH, Park HY, Kim WK, et al. Effects of soyoligosaccharides on blood glucose and lipid metabolism in streptozotocin-induced diabetic rats.J Korean Soc Nutr, 34(1): 3∼13, 2001)은 대두올리고당이 고지혈증인 흰쥐의 혈액내 지질대사를 향상시켰다고 보고하였다. 또한, Delzenne 등은(Delzenne NM, Kok N, Fiordaliso MF, et al. Dietary oligofructose lowers triglycerides, phospholipids and cholesterol in serum and very low density lipoproteins of rats.Lipid, 30(2): 163∼167, 1995) 프록토올리고당이 고지혈증 흰쥐의 중성지방을 낮추었다고 보고한 바 있다.

본 발명에서는 이런 점에 착안하여 다시마에서 올리고당 분획을 추출하여서 LOM1이라 하였으며, 이를 비만증을 유도한 흰쥐에게 음용시켰을 때 항비만 효능을 체중과 복강내 지방조직, 혈청 지질과 렙틴 수준에 미치는 정도를 측정함으로써 확인하였다.

본 발명의 기술적 과제는 다시마를 분쇄하여 15Lb, 120℃ 조건에서 130분간 열수추출한 후 한외여과막 및 세파덱스 G-50 컬럼 크로마토그래피를 이용하여3kDa~6kDa의 다당체 분획을 분리하고, 상기 다당체 분획을 농축한 후 85% 에탄올로 침전시켜 침전물을 회수하고, 상기 침전물을 β-1,3 글루카나제로 분해하여 회수되는 바이오스(biose) 올리고당 및 펜타오스(pentaose) 올리고당의 혼합물 LOM1을 항비만용 조성물의 유효성분으로 제공함으로써 달성하였다.

도 1은 LOM1을 쥐에게 섭취시켰을 때의 체중 변화를 대조군과 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 2는 LOM1을 쥐에게 섭취시켰을 때의 비만도 지수를 대조군과 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 3은 LOM1을 쥐에게 섭취시켰을 때 혈청 트리글리세리드 함량의 변화를 대조군과 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 4는 LOM1을 쥐에게 섭취시켰을 때 혈청 총 콜레스테롤 함량의 변화를 대조군과 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 5는 LOM1을 쥐에게 섭취시켰을 때 혈청 LDL 콜레스테롤 함량의 변화를 대조군과 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 6은 LOM1을 쥐에게 섭취시켰을 때 혈청 HDL 콜레스테롤 함량의 변화를 대조군과 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 7은 LOM1을 쥐에게 섭취시켰을 때 후복강 지방조직 및 부고환 주위 지방조직 무게의 변화를 대조군과 비교하여 나타낸 그래프이다.

본 발명은 다시마를 분쇄하여 15Lb, 120℃ 조건에서 130분간 열수추출한 후 한외여과막 및 세파덱스 G-50 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 3kDa~6kDa의 다당체 분획을 분리하는 단계; 상기 다당체 분획을 농축한 후 85% 에탄올로 침전시켜 침전물을 회수하는 단계; 및 상기 침전물을 β-1,3 글루카나제로 분해하여 바이오스(biose) 올리고당 및 펜타오스(pentaose) 올리고당의 혼합물 LOM1을 회수하는 단계로 구성된다.

본 발명에서는 국내산 다시마에서 분리 제조한 다시마 올리고당 혼합물 LOM1이라는 신 기능성 물질을 비만증을 유도한 F344 흰쥐에게 섭취시키었을 때, 비만도 지수, 복부내의 지방 조직 무게, 분변 내의 지질 수치, 혈지질 수치를 저하시키는 정도 및 비만 관련 호르몬으로써 렙틴의 혈중 수치에 미치는 정도를 측정함으로써 항비만성 효능을 확인하고, 이를 항비만용 조성물의 유효성분으로 제공한다.

실시예 : 다시마 올리고당 혼합물 LOM1의 제조

한국산 건조된 다시마(경남, 기장)를 분쇄하여 15Lb, 120℃ 조건에서 130분간 열수추출한 후 한외여과막과 세파덱스 G-50 겔 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 3kDa~6kDa의 다당체 분획을 얻는다. 상기 다당체 분획을 농축한 후 85% 에탄올로 침전하고 β-1,3 글루카나제로 분해하여 올리고당 혼합물을 얻을 수 있다. 상기 방법으로 얻어진 다시마 올리고당(Laminaria japonicaoligosaccharide)을 LOM1이라 명명한다. LOM1의 주성분은 바이오스(laminariabiose)이며, 펜타오스(laminariapentaose)가 소량 함유되어 있다.

다시마 올리고당 혼합물 LOM1의 항비만효과를 검정하기 위하여 체중변화 및 비만도 지수 측정, 혈청 중 지질 수치 측정, 분변 중 지질 함량 측정 등의 실험을 실시하였다.

실험조건은 다음과 같다. F344 계의 수컷 흰쥐를 구입하여 diet-induced obese(DIO)를 유도하였으며, DIO쥐를 실험 첫날의 체중이 유사하도록 대조군

(control, CONT)과 LOM1군으로 나누었다. LOM1군은 LOM1을 하루 20㎖씩 일정한 시간에 4주 동안 음료 형태로 공급하였으며 1일 LOM1 섭취량은 320㎎이었다. 대조군인 CONT군은 LOM1군과 같은 식이를 주었고 물을 하루 20㎖씩 공급하였다. 실험동물의 사육조건은 실내온도 22±2℃, 습도는 50% 전후로 하였고, 명암은 12시간(06:00∼18:00)을 주기로 조절하였다.

실험에 의한 측정치의 통계처리는 다음과 같다. 각 실험군의 평균과 표준오차를 계산하고, p<0.05 수준에서 Student t-test에 의해 실험군 간의 유의차를 검증하였다.

실험예 1 : 체중변화 및 비만도 지수 측정

체중은 LOM1을 공급한 첫날의 체중을 초기(initial) 체중으로 하였고, 4주 후 체중을 마지막(final) 체중으로 하여서 체중 감량 효과를 살펴보았다.

그 결과를 보면, 실험 첫날의 체중은 CONT군(285.8±8.1g)과 LOM1군

(290.2±3.7g)이 서로 유사하였다. 그러나 4주 후 체중 증가량 %를 비교해 보면 CONT군이 +14%로 증가한 데 반하여 LOM1군은 －2%로 유의적인 체중 감소를 보이고 있다. (도 1 참조)

비만도 지수(adiposity index)는 체중(g)과 신장(mm)을 계측하여서 Matheny 등(L. H. Mastheny et al, Leptin gene expression increased with age independent of increasing adiposity in rats,Diabetes1997, 46: 2035∼2039)의 계산법으로 구하였다.

신체계측으로 측정한 LOM1의 비만도 지수는 LOM1군(2.35±0.03)이 CONT군(2.42±0.02)에 비하여서 유의적으로 낮았다. (도 2 참조)

실험예 2 : 복부 지방 무게의 변화

지방 조직은 실험 동물을 절식시킨 후에 채취하였으며, 복강내 지방조직은 후복강 지방(retroperitoneal fat pad)과 부고환 주위 지방(epididymal fat pad)을 분리하여 무게를 측정하였다.

측정 결과, 복부지방에서 후복강 지방조직(retroperitoneal fat pad)의 무게는 LOM1군(6.55±0.7g)이 CONT군(10.47±0.7g)에 비하여 71%로써 유의적으로 낮은 수치를 나타내었다. 또한 부고환 주위 지방조직(epididymal fat pad)의 무게도 LOM1군(8.95±0.6g)이 CONT(12.06±0.9g)군에 비하여 84%로써 유의적으로 낮은 수치를 나타내었다.

실험예 3 : 혈청 중 지질 수치의 변화

혈액은 실험 동물을 절식시킨 후에 채취하였다.

혈청 중 트리글리세리드(triglyceride), 총 콜레스테롤(total cholesterol), 고밀도 지단백 콜레스테롤(high density lipoprotein-cholesterol, HDL-cholesterol) 함량은 효소법에 의한 정량용 kit 시약(Asan Pharm. Co.)을 사용하여 측정하였고, 저밀도 지단백 콜레스테롤(low density lipoprotein-cholesterol, LDL-cholesterol)은 "총 콜레스테롤 - HDL 콜레스테롤 - (트리글리세리드/5)" 의 Friedewald식(Freidewald WT, RI. Levy, DS. Frierickson, Estimation of the concentration of low-density lipoprotein cholesterol in plasma, without use of the preparative ultracentrifuge,Clinical Chemistry, 1972, 18(6): 499∼502)으로 계산하였다.

그 결과를 보면, 실험 첫날의 혈청 중성지방(트리글리세리드) 함량을 살펴보면 CONT군(122.2±15.9㎎/㎗)과 LOM1군(123.9±15.8㎎/㎗)이 서로 유사하였다. 그러나 실험 마지막 날의 중성지방 함량은 LOM1군(72.7±7.9㎎/㎗)이 CONT군

(123.1±11.3㎎/㎗)에 비하여 유의적으로 낮은 수치를 보였다. (도 3 참조)

실험 첫날의 혈청 총콜레스테롤 함량은 CONT(122.3±12.2㎎/㎗)군과 LOM1군(123.7±7.2㎖/㎗)이 서로 유사하였다. 그러나 실험 마지막 날의 총콜레스테롤 함량은 LOM1군(86.9±1.0㎎/㎗)이 CONT군(119.0±1.9㎎/㎗)에 비하여 유의적으로 낮은 수치를 보였다. (도 4 참조)

실험 첫날의 혈청 LDL 콜레스테롤(LDL-cholesterol) 함량은 CONT(76.3±11.9㎎/㎗)군과 LOM1군(73.3±7.4㎎/㎗)이 서로 유사하였다. 그러나 실험 마지막 날 LDL 콜레스테롤 함량은 LOM1군(46.8±3.3㎎/㎗)이 CONT군(76.5±10.5㎎/㎗)에 비하여 유의적으로 낮은 수치를 보였다. (도 5 참조)

실험 첫날의 혈청 HDL 콜레스테롤(HDL-cholesterol) 함량은 CONT(21.5±2.5㎎/㎗)군과 LOM1군(25.6±4.2㎎/㎗)이 서로 유사하였으며, 실험 마지막 날 HDL 콜레스테롤 함량도 CONT군(17.9±1.9㎎/㎗)과 LOM1군(23.6±1.6㎎/㎗)에서 실험군 간에 유의적인 차이가 없었다. (도 6 참조)

실험예 4: 분변 내 지질 함량의 변화

분변은 실험 동물을 희생하기 전 날에 24시간 동안 배설된 분변을 수집하였으며, 분변의 지질 추출은 Folch 등(Folch J, Lees M, Sloane-Stanley GA, et al. A simple method for the isolation and purification of total lipid from animal tissues.J Bio Chem, 226: 497∼509, 1957)의 방법을 수정한 것을 이용하였다. 즉, 시료 1g를 6㎖의 클로로포름:메탄올(2 : 1, v/v) 혼합물에 넣어 균질화한 후 2500 x g에서 10분간 원심 분리하였다. 위층의 메탄올 층을 따라내고 고형물 아래의 지질이 함유된 클로로포름층을 분리해낸 뒤, 감압 건고하여 총지질의 무게를 측정하였다. 추출한 지질은 클로로포름 용매에 녹여 효소비색법에 의한 정량용 kit 시약(Asan Pharm. Co.)을 사용하여 중성지방과 총콜레스테롤을 측정하였다.

그 결과, 분변 중 지질 함량의 변화는 표 1과 같다.

	CONT (대조군)	LOM1
건조 분변 중량 (g/day)	1.01±0.11	0.59±0.54
총 지질 (mg/g feces)	133.1±5.7	150.2±8.7
트리글리세리드 (mg/g feces)	17.3±2.9	24.1±1.6
총 콜레스테롤 (mg/g feces)	15.3±1.3	18.4±2.0

분변 중의 지질 함량을 분변 1g당의 함량으로 살펴본 결과, 총 지질의 함량은 LOM1군(150.2±8.7㎎/ｇ feces)이 CONT군(133.1±5.7㎎/ｇ feces)에 비해 113%로써 유의적으로 높은 수치를 보였다. 분변 중의 중성지방 즉 트리글리세리드 함량도 LOM1군(24.1±1.6㎎/ｇ feces)이 CONT(17.3±2.9㎎/ｇ feces)군에 비해 139%로써 유의적으로 높은 수치를 보였다. 또한 총 콜레스테롤 함량도 LOM1군(18.4±2.0㎎/ｇ feces)이 CONT군(15.3±1.3㎎/ｇ feces)에 비해 120%로써 유의적으로 높았다.

이러한 결과는 LOM1이 지질의 장내 소화 흡수를 방해하여 체외로 배설시키는 작용이 있음을 보여주며, LOM1의 항비만 효능 기전을 설명할 수 있다.

실험예 5 : 혈청 렙틴 수치의 변화

혈청 중 렙틴 수치의 측정은 rat leptin radioimmunoassay kit(Linco Research. Inc)를 사용하였으며 -count기(Packard Instrument Co., Inc.)에서 1분간 cpm을 계수하여 측정하였다.

그 결과, 혈청 렙틴 수치의 변화는 표 2와 같다.

	CONT	LOM1
첫날 (ng/㎖)	30.42±5.19	30.76±2.47
마지막날 (ng/㎖)	26.14±7.21	18.52±3.18

실험 첫날의 혈청 렙틴 수치는 CONT군(30.42±5.19ng/㎖)과 LOM1군

(30.76±2.47ng/㎖)사이에서 유사하였다. 그러나 실험 마지막날의 혈청 렙틴 수치는 LOM1군(18.52±3.18ng/㎖)이 실험 첫날에 비하여 마지막날에 40% 감소시키는 경향을 보였고, CONT(26.14±7.21ng/㎖)군에 비하여 감소하는 경향을 보였다.

상기 실험을 통하여 다시마 올리고당 LOM1이 식이성 유래의 비만증에서 나타나는 비정상적인 내분비·생리적 대사 작용을 개선시킬 수 있는 기능성 바이오헬스 식소재로써 활용 가능성이 있음을 확인할 수 있었다.

본 발명은 다시마 올리고당 혼합물 LOM1을 유효성분으로 함유하는 항비만용 조성물에 관한 것이며, 다시마를 분쇄하여 15Lb, 120℃ 조건에서 130분간 열수추출한 후 한외여과막 및 세파덱스 G-50 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 3kDa~6kDa의다당체 분획을 분리하고, 상기 다당체 분획을 농축한 후 85% 에탄올로 침전시켜 침전물을 회수하고, 상기 침전물을 β-1,3 글루카나제로 분해하는 단계에 의하여 회수되는, 바이오스(biose) 올리고당 및 펜타오스(pentaose) 올리고당의 혼합물 LOM1은 탁월한 항비만성 효능이 있으므로 이는 식품 또는 의약 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

다시마를 분쇄하여 15Lb, 120℃ 조건에서 130분간 열수추출한 후 한외여과막 및 세파덱스 G-50 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 3kDa~6kDa의 다당체 분획을 분리하는 단계;

상기 다당체 분획을 농축한 후 85% 에탄올로 침전시켜 침전물을 회수하는 단계; 및

상기 침전물을 β-1,3 글루카나제로 분해하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다시마 올리고당 혼합물의 추출방법.
제 1항의 방법에 의하여 회수되는, 바이오스(biose) 올리고당 및 펜타오스(pentaose) 올리고당의 혼합물을 유효성분으로 함유하는 항비만용 조성물.